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人工智能技术与小学数学教学的深度融合策略

近年来,随着云计算、大数据、AR等技术的出现,人工智能技

术不仅在医疗、工业等领域取得了非凡成就,而且同样推动了教育领

域的智能化变革。在2019年国际人工智能教育大会上,有专家指出,

人工智能技术的快速发展会影响教育教学,将人工智能与教学相融合,

可以依靠人工智能平台、技术使教学更加智能化。因此,将人工智能

与小学数学教学相融合不仅可以顺应人工智能发展的潮流,也可以使

小学数学教学向更智能化、更科学化的方向变革,提高小学数学教学

质量。

一、基于人工智能的小学数学教学内涵阐释

2004年提出将人工智能技术应用于学科教学,将基于人工智能

技术的中小学教学定义为“通过使用、学习人工智能技术改进师生教

学方式,有助于优化教学理论和实践效果”。人工智能在小学数学教

学中的应用通常是指在教学算法、数据分析等技术支持的基础上,利

用人工智能工具对师生教学进行精确干预,形成智能化的教学生态,

达到学生教育培养的真正目标。

在“双负”政策背景下,从小学数学教学改革发展的角度进行研究,

人工智能教学形态突破小学数学教学的连锁模式,逐步渗透到小学数

学教学的方方面面。小学数学教学变革需要在人工智能技术的基础上

向以整体性、协同性和智能性为特征的教学方式发展。

二、思考:人工智能技术在小学数学教学中的作用

(一)突出学生主体地位

人工智能作为一种先进的技术,学生可以利用它收集大量的学习

资源,从而进行探究和反思,增强学习的主动性。此外,人工智能技

术还可以帮助教师根据学情及时调整学生的学习方案和学习内容,增

强学生对知识的理解和运用能力,使学生更加专注于学习,大大提高

学生学习的自主性,充分突出学生的主体地位便于培养学生的综合素

养。

(二)激发学生的学习热情

人工智能技术与数学教学的融合可以使知识的表达形式更加丰

富,语音与图像的结合,图文并茂的方式表达教学内容,使枯燥无味

的知识变得生动有趣,能够吸引学生的注意力,激发学生的学习动机

可以增强学生的学习兴趣。此外,人工智能技术还可以让学生通过教

学平台、电子教材、虚拟课堂等在线学习知识,让学生随时随地进行

知识获取,给学生带来新鲜的学习体验。

(三)教学评价方式的完善

人工智能技术的出现改变了传统的教学评价方式,使教学评价更

加富有灵性。人工智能技术可以提供多元的过程化教学评价,使评价

手段更加丰富,评价过程更加科学,评价结果更加准确。人工智能技

术教学助手与人工智能技术评价系统的协同,可以为学生提供全面的

学习诊断,配合时间和正确的学习干预,从而真正实现教学规模化与

个性化的统一。

(四)提高教育实效性

小学生逻辑思维能力较弱,对于抽象的数量关系往往难以理解。

人工智能技术可以将抽象复杂的数学知识转化为形象化、具体化、容

易被学生接受的知识,使学生更容易、更直观地理解转化过程,突破

学习重点和难点,增强学生学好数学的信心,提高教学效率。

三、实践:人工智能技术与小学数学教学的深度融合策略

(一)人工智能技术有效创设情境

人工智能技术不仅可以对数学情境进行生活化模拟,还可以结合

VR技术创设虚拟情境,使学生难以理解的知识简便化,使学生对自

然学到的知识有浓厚的兴趣和强烈的求知欲。比如看动漫是学生喜欢

的活动,教师应该充分利用学生这个爱好,把数学问题融入生动有趣

的动漫中,让数学问题兼具故事性和生命力。

【教学案例】二年级下册“图形的运动”

教师的讲解和多媒体课件的展示,虽然能在一定程度上直观展示

知识,但是学生参与互动的机会有限,而通过人工智能和VR技术创

设虚拟情境,则能收获意想不到的效果。一方面,在场景的创设上,

可以通过各种图形的衍生构建一个梦幻的卡通世界,激起学生学习新

知的兴趣。在这个梦幻的卡通世界中,教师和学生可以随意将图形自

由移动和变化,使学习过程充满乐趣。另一方面,以虚拟情境中的各

种事物作为道具进行良好的师生互动,可促进学生对轴对称、平移和

旋转概念的深度理解,使得师生互动的方式朝着多元化的方向发展。

(二)人工智能技术优化教学方式

人工智能技术是互联网时代的产物,课堂教学应充分利用人工智

能技术的独特优势,将教师、学生、知识连结起来。教师课前利用微

课件视频、网络资源引导学生通过自主预习了解学习内容,学生课前

可以基本完成基础知识的学习,同时记录难点和疑点,在教师课上重

点解决。教师可以把教学重点放在新知识的拓展上,让学生有机会更

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